Методическая разработка урока "Электрический ток. Источники тока'

Автор: Рудая Ирина Валентиновна

Дата публикации: 21.11.2016

Номер материала: 4032

Прочие методические материалы
Физика
Без класса

Министерство общего и профессионального образования Ростовской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Ростовской области

«Ростовский – на – Дону автотранспортный колледж»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

открытого урока

по дисциплине «Физика»

на тему:

«Электрический ток. Источники тока»

Автор-разработчик:

преподаватель физики и математики

ГБПОУ «РАТК»

Рудая Ирина Валентиновна

Ростов – на – Дону

2016

Оглавление

Аннотация

Введение

Структура и план проведения занятия

Содержание занятия

Организационный момент

Основная часть занятия

Закрепление изученного материала

Заключительная часть

Аннотация

Методическая разработка представляет собой урок изучения нового материала с применением нетрадиционных форм обучения. Данное занятие входит в учебный план дисциплины и позволяет студентам закрепить полученные знания работой студентов в группе путем использования методик, ориентированных на продуктивную, активную деятельность студентов (проблемные задания, эвристические последовательности вопросов, элементы исследовательской деятельности), рефлексивные приемы. На уроке создаются условия для активной групповой деятельности для достижения совместного результата.

Методическая разработка включает в себя следующие разделы: структура и план проведения занятия, содержание занятия, организационный момент, основная часть занятия, закрепление изученного материала, заключительная часть.

ВВЕДЕНИЕ

                            "В педагогике, возведенной в степень искусства, как и во всяком другом искусстве, нельзя мерить действия всех деятелей по одной мерке, нельзя закабалить их в одну форму; но, с другой стороны, нельзя и допустить, чтобы эти действия были совершенно произвольны, неправильны и диаметрально противоположны" Н.И. Пирогов

                Главным системообразующим фактором в классификации уроков является компонент приобретения способов деятельности. Видно, что при движении от метода к методу меняется позиция ученика: от объекта научения, получателя готовой учебной информации до активного субъекта учения, самостоятельно «добывающего» необходимую информацию и даже конструирующего необходимые для этого способы действий. Меняется и позиция учителя: из транслятора содержания обучения он превращается в организатора информационных коммуникаций и эксперта, функции которого состоят в грамотной постановке задач, организации процесса их решения и экспертизе полученных учениками решений на предмет соответствия планировавшимся результатам. Следует отметить, что не стоит идеализировать какой-либо один метод обучения, противопоставлять его хорошо зарекомендовавшим себя, традиционным методам. Поэтому необходимо заботиться о комплексном сочетании различных методов.

Структура и план проведения занятия

Дисциплина: «Физика»

Тема:  «Электрический ток. Источники тока»

Цели: организация продуктивной деятельности студентов, направленной на достижение ими следующих результатов:

  • предметных:
  • понимание физических основ явления «электрический ток»;
  • приобретение способности объяснять и описывать физическое явление, используя имеющиеся физические знания и опыт;
  • понимание смысла и осознанное использование средств наглядности для аргументации собственных рассуждений и действий в процессе изучения электрического тока
  • метапредметных:

освоение способов деятельности:

  • познавательной:
  • определение структуры объекта познания, поиск и выделение значимых связей между частями целого;
  • использование для познания окружающего мира различных методов (наблюдение, измерение, опыт, эксперимент, моделирование и др.);
  • выделение характерных причинно-следственных связей;
  • информационно-коммуникативной:
  • умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника, признавать право на иное мнение);
  • приведение примеров, подбор аргументов, формулирование выводов;
  • рефлексивной:
  • осознанное определение сферы своих интересов и возможностей;
  • поиск и устранение возникших трудностей;
  • умение работать в группе и индивидуально;
  • владение навыками контроля и оценки своей деятельности;
  • умение ставить личностные цели и оценивать степень их достижения;
  • личностных:
  • развитие умения учиться самостоятельно;
  • обоснованно иметь собственное мнение;
  • развитие умения контролировать процесс и результат учебной деятельности;
  • научиться применять полученные знания и навыки к решению новых проблем.

Тип урока: урок изучения нового материала

Дидактический материал: раздаточный материал  для выполнения практического задания.

Оборудование: мультимедиа - проектор, ПК, пластиковые бутылки, гвозди, шланг, зажим.

Методы обучения: проблемно-эвристический метод

Структура занятия:

1. Организационный момент.

1. 1 Приветствие

1. 2 Шкала для выставления самооценки

  1. 3 Обратная связь с помощью сигнальных карточек.

1.  4  Постанова личностных целей

  1. Основная часть.

2. 1 Актуализация опорных знаний студентов

2. 2 Мотивация познавательной деятельности студентов .Определение темы урока и целей по предложенному материалу

2. 3 Изучение нового материала

2.4 Закрепление изученного материала

3. Заключительная часть

3. 1 Домашнее задание

3. 2 . Подведение итогов. Рефлексия.

Тот, кто не смотрит вперед,

оказывается позади

/Герберт Уэллс/

 1. ОРГАНИЗАЦИОННЫЙ МОМЕНТ

1.1 Приветствие

После того, как все участники заняли свои места, преподаватель приветствует студентов:

«Добрый день уважаемые студенты!

1. 2 Шкала для выставления самооценки

      Не бойтесь сделать ошибку при рассуждениях и анализе, поскольку именно ошибки и осознание их причин являются источником опыта познания истины. Оценивание результатов своей деятельности вы будете проводить сами. Прошу вас не оценивать то, как вы решили ту или иную задачу с точки зрения правильности ответа. Оценивайте степень вашего участия в поиске идеи решения и понимании тех заданий, которые вы будете выполнять на уроке. Если вы считаете, что достаточно потрудились в поиске решения предлагаемого задания – поставьте себе на полях 2 балла. Если же  чувствуете, что выяснили для себя физический смысл задания с помощью однокурсников, но могли бы приложить больше усилий для самостоятельного поиска, поставьте 1 балл. Соответствие набранных баллов отметке:

«12 баллов и выше» - отметка 5;

«6-11 баллов» - отметка 4;

«5 баллов и ниже» - отметка 3.

Надеюсь, сегодня все получат не ниже отметки «хорошо», но постарайтесь быть объективными при выставлении баллов.

  1. 3 Обратная связь с помощью сигнальных карточек.

        Обратная связь на уроке осуществляется при помощи сигнальных карточек красного и зеленого цветов. На каждый прозвучавший ответ вы поднимаете сигнальные карточки, показывая  зеленым цветом, что у вас такое же мнение. В случае расхождения мнения вы показываете красную карточку, идет обсуждение, выявляется причина разногласия.

Откройте тетради и запишите число, классная работа.

1.4. Постановка личностных целей (3 минуты)

         На экране вы видите список личностных целей. Выберите для себя одну – две  цели и напишите ее номер на полях тетради. Постарайтесь поработать в течение всего урока на эту цель. В конце урока вы анализируете, смогли ли вы достичь ее.

Личностные цели:

  1. развивать способность иметь собственное мнение;
  2. научиться анализировать и делать выводы путем своих рассуждений;
  3. научиться признавать свои ошибки, обращая внимание на мнение окружающих;
  4. получить хорошую оценку;
  5. уметь точно и грамотно излагать свои мысли;
  6. научиться контролировать процесс и результат учебной деятельности;
  7. развивать способность учиться, то есть действовать самостоятельно;
  8. развивать способность к совместной работе ради достижения цели, используя устные и письменные средства общения.

3.Основная часть.

2. 1 Актуализация опорных знаний студентов

-Уважаемые студенты, сегодня вам предоставляется возможность попытаться сформулировать тему и поставить цель урока. Прослушайте информацию и предложите тему урока. Ведь в повседневной жизни каждому человеку важно проявлять самостоятельность и ответственность.

              2600 лет назад Фалес Милетский из Греции заметил, что если потереть конец янтарной палочки о шерстяную ткань, то она может притягивать легкие и сухие частицы различных веществ. Поскольку янтарь по-гречески называется "электрон", то это явление назвали "электричество".  Бенджамин Франклин отождествил электричество с молнией и изобрел громоотвод, а немного позже, в 1800 году, Вольта изобрел гальванический элемент, а в 1821 году Майкл Фарадей построил первый электродвигатель.  Практическое использование электрического генератора было зафиксировано в 1832 году (французы – братья Пиксии).      В 1869 году Грамм изобретает динамо, а Эдисон изобретает первую лампу накаливания с угольной нитью в 1889 году, что ведет к широкому использованию электрического тока и ускорению прогресса. В начале двадцатого века все более совершенные исследования следуют одно за другим и приводят к рассмотрению электричества как формы энергии, связанной с перемещением бесконечно малых частиц в глубине вещества. Посмотрите на установку, стоящую перед вами, она так же относится к теме сегодняшнего урока.

  1. Мотивация познавательной деятельности студентов. Определение темы урока и целей по предложенному материалу.

 Итак, предполагаемые темы урока:______________________________________

Преподаватель уточняет тему, обобщив предложения студентов.

Тема урока: «Электрический ток. Источники тока»

Цели: сформировать представление об электрическом токе, познакомиться с различными типами источников тока.

2. 3 Изучение нового материала

1. Знакомство с понятием «электрический ток».

А) Слово преподавателя.

Для того, чтобы понять, что такое электрический ток, рассмотрим строение материи.  Из чего состоит материя? (работа с карточками).… Итак, Мельчайшая частица тела, существующая в свободном состоянии, называется

молекулой. Сама молекула состоит из одного или множества атомов, природа которых может быть различна. Слово "атом" происходит от греческого "атомос", что значит "неделимый". Например, молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов  

водорода.  Все материалы состоят из атомов. Существуют различные виды атомов с разными физическими, химическими и электрическими характеристиками. Материалы, состоящие только из одного типа атомов, называются химическими элементами. Имеется немногим более 100 химических элементов. Другие материалы состоят из набора разных химических элементов.

Долгое время атом рассматривался, как самая маленькая частица вещества, но новейшие технологии позволили выявить частицы которые его составляют. Это электрон, протон и нейтрон. Строение атома подобно строению солнечной системы, т.е. движущиеся планеты подобны электронам, а Солнце подобно ядру атома. Электроны, отрицательно заряженные частицы, движутся по различным орбитам вокруг ядра. Ядро состоит из протонов (положительно заряженных частиц) и нейтронов (электрически нейтральных частиц). Число электронов равно числу протонов в атоме, что делает его электрически нейтральным. Внешний слой электронов называют "валентный слой", он определяет химические и электрические свойства атома. Если валентный слой содержит от одного до трех электронов, то они могут легко отделяться

от атома и такие электроны называются свободными.

Электрон имеет отрицательный электрический заряд (-). Протон имеет положительный электрический заряд (+). Нейтроны заряжены нейтрально (0), т. е. они не имеют заряда. Частицы с разными зарядами притягиваются друг к другу, в то время как частицы с одинаковыми зарядами отталкиваются. Отрицательно заряженные электроны притягиваются к положительно заряженному ядру. Положительно заряженные протоны в ядре настолько сильно связаны друг с другом внутренними силами ядра, что они не способны отталкивать друг друга. Обычно атом состоит из одинакового количества электронов и протонов, а это означает, что его общий заряд является нейтральным. Количество нейтронов колеблется в зависимости от материала, но оно не влияет на общий заряд атома. Строение проводников? (работа с карточками).

 Итак, способность проводить электрический ток зависит от того,  насколько сильно электроны привязаны к атому. Чем меньше электронов в наружном слое и чем дальше они от ядра, тем слабее они привязаны к ядру. На рисунке показан атом серебра, который имеет пять электронных слоев и в наружном слое находится один электрон, который очень слабо связан с ядром.

В таких материалах наружные электроны настолько слабо привязаны, что они могут покинуть свою траекторию и свободно передвигаться в материале. Материалы таких типов

называются проводниками. Многие проводники состоят только из одного химического элемента. Некоторые металлы такие, как золото, серебро, медь и алюминий, являются очень хорошими проводниками.

Прежде всего, слово «ток» означает течение, движение чего-то. Это наводит на хорошую аналогию. А не сравнить ли нам электрический ток с током воды? Итак. Ток течет по проводам – вода течет по трубам. Ток течет от «+» к «–» источника тока – вода течет сверху вниз… Как видим, общего много.

Для начала давайте соберем хитроумную экспериментально-научную установку для выяснения свойств электрического тока на водяной модели. Для этого нам потребуются:

– две одинаковые пластиковые бутылки любого объема с пробками;

– кусок тонкого шланга (примерно 30 см);

– два гвоздя.

Отрезаем у бутылок дно, в пробочке проделаем дырочки, вставляем туда концы шланга. Подвешиваем конструкцию на стенку при помощи гвоздей на одном уровне. В нижней части шланга поместим зажим. Пока шланг пережат, вода не перетекает из сосуда в сосуд – тока воды нет. Цепь разомкнута. Замыкаем цепь, вода потекла. Сначала, когда в правой бутылке еще почти нет воды, а левая полна до краев, скорость перетекания воды большая. Но постепенно, по мере того, как заполняется правая и опустошается левая бутылка, скорость уменьшается. В тот момент, когда уровни воды в обеих бутылках сравняются, скорость станет равна нулю. Иначе говоря, ток воды в шланге исчезнет. Значит, во-первых, электрический ток – это упорядоченное движение. Движение чего?  ( работа с карточками). Слово «электричество» связано с понятием «электрический заряд». Следовательно, электрический ток связан с упорядоченным движением (течением) электрических зарядов.

Б) Итак, электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц. Анализируем определение: что означает слово «упорядоченное» и «заряженных частиц» – каких? (работа с карточками) Единицей измерения силы электрического тока является ампер, сокращенно "A". Ампер является мерой количества

электронов, проходящих через проводник за определенный период времени. Один ампер эквивалентен 6 240 000 000 000 000 000 электронам, проходящим через проводник за одну секунду.

Электрическая величина тока обозначается буквой I. Единицей измерения силы электрического тока является ампер, сокращенно "A". Ампер является мерой количества

электронов, проходящих через проводник за определенный период времени. Один ампер эквивалентен 6 240 000 000 000 000 000 электронам, проходящим через проводник за одну секунду.

Электрическая величина тока обозначается буквой I.

I-

Как течет ток? В действительности  за техническое направление выбирают направление от «+» к «–».

2. Как же можно создать такие условия, при которых все заряженные частицы  начали бы двигаться в одном направлении?

А) Преподаватель. Обратимся к модели. Приступаем к проведению «научных экспериментов».

Б) Преподаватель (обобщает). Какая сила заставляла капельки воды перетекать из сосуда в сосуд? (работа с карточками) Сила тяжести. Значит, в электрической цепи должно течь «что-то» – это электрически заряженные частицы, под действием «чего-то».   Чего? (работа с карточками).  Итак, на электрические заряды действует электрическое поле. Значит, в электрической цепи должно быть устройство, которое создавало бы в проводнике электрическое поле.  Как называются устройства одним словом? (работа с карточками)  Электрическое поле в проводниках создается и поддерживается источниками электрического поля. Значит, источник тока (ИТ) – это устройство для создания и поддержания электрического поля в проводнике.

Существует множество типов источников тока. Но у них есть общая черта: независимо от того, на каком явлении основывается их действие, в источниках тока совершается работа по разделению положительных и отрицательных зарядов. Заряженные частицы собираются на полюсах источника тока.  

Какие источники тока вы знаете? (работа с карточками)  

Подытожим ранее изученное. Обсуждаем варианты. Делаем выводы.

Вывод 1: вода течет из бутылки, уровень воды в которой больше.

Вывод 2:  чем  больше  разность  уровней,  тем  сильнее  ток  воды в шланге.

Вывод 3: если уровни равны, вода не течет вообще.

Вывод 4: вода течет с разной скоростью, все зависит от длины, площади поперечного сечения и материала из которого сделана труба.

Задание.

Изобрази электрическую схему на примере водной модели электричества

Водяная модель электрической цепи

Напряжение

Иллюстрация на примере воды

Напряжение - это сила, которая заставляет электрический ток течь. Чтобы понять, как работает напряжение, мы снова сравним электрический ток с потоком воды из одной емкости в другую. Напряжение можно сравнить с разностью уровней в двух  емкостях. Чем больше разность уровней воды в емкостях, тем больше сила, создающая поток воды. Это значит, что наибольшее количество капель воды за единицу времени проходит, когда разность уровней наибольшая. Когда уровни выравниваются, сила уменьшается, а с ней и поток. Когда уровни одинаковые, поток

прекращается.

Объясни на примере электронов. Мы заменяем воду электронами, а емкости - двумя металлическими цилиндрами. Продолжите..  (работа с карточками) Итак. Цилиндры содержат разное количество электронов, так же, как емкости содержали разное количество воды. Когда вы соединяете цилиндры, электроны начинают переходить из одного цилиндра в другой. Чем больше

разность количества электронов в цилиндрах, тем больше сила, вынуждающая их двигаться. Это означает, что наибольшее количество электронов за единицу времени проходит, когда разность количества электронов наибольшая. Когда количество электронов выравнивается, сила уменьшается, а с ней и поток электронов. Когда уровни одинаковые, поток прекращается. Сила, заставляющая электроны двигаться, называется напряжением.

Единица измерения

Напряжение измеряется в вольтах, сокращенно В. Вольт является мерой разности силы электронов в двух точках. Электрическая величина напряжения обозначается буквой U.

U -

Сопротивление

Иллюстрация на примере воды

Сопротивление - это то,  что противостоит электрическому току. Чтобы понять, как работает сопротивление, мы снова сравним электрический ток с потоком воды из одной емкости в другую. Мы можем сравнить сопротивление с сопротивлением, которое встречает вода по мере прохождения через трубу из одной емкости в другую. Сначала рассмотрим, что происходит, когда мы соединяем две емкости, используя две трубы разного диаметра или одного диаметра, но разной длины, т.е. разного гидравлического сопротивления. Когда вы соединяете емкости, вода начинает течь из одной емкости в другую. Сопротивление в трубах определяет, сколько понадобиться времени, прежде чем уровни выровняются и поток прекратится. При соединении емкостей трубой, имеющей меньшее поперечное сечение, чем   первоначально используемая труба, сопротивление в этой трубе увеличивается. Поток воды уменьшается, и на то, чтобы уровни выровнялись и поток прекратился, уходит больше времени. Когда вы соединяете емкости трубой большей длины, чем  первоначально используемая труба, сопротивление в этой трубе увеличивается. Поток воды уменьшается, и на то, чтобы уровни выровнялись и поток прекратился, уходит больше времени.

При соединении емкостей трубой, сделанной из более гладкого материала, чем первоначально используемая труба, сопротивление в этой трубе уменьшается. Поток воды увеличивается, и на то, чтобы уровни выровнялись и поток прекратился, уходит меньше времени.

Объясни на примере электронов. Мы заменяем воду электронами, а емкости - двумя металлическими цилиндрами. Продолжите..  (работа с карточками) Итак. Цилиндры содержат разное количество электронов, так же, как емкости содержали разное количество воды.

При соединении цилиндров, электроны начинают переходить из одного цилиндра в другой. Сопротивление в проводе определяет, сколько времени уходит на выравнивание количества электронов.

сопротивление между ними бесконечно большое, и электроны не в состоянии проходить. После подсоединения цилиндров появляется определенное сопротивление, ограничивающее поток электронов по проводу. Когда вы соединяете цилиндры проводом, имеющим  меньшее поперечное сечение, большую длину, либо меньшие

токопроводящие свойства, чем первоначально используемый провод,

сопротивление увеличивается. Вы также можете нагреть первоначально используемый провод, с тем чтобы проводимость уменьшилась.

Единица измерения

Сопротивление измеряется в омах, которые в сокращенном виде обозначаются буквой греческого алфавита (Ω). Сопротивление - это мера трудности прохождения электронов через материал. Продвижение электронов замедляется столкновениями с неподвижными атомами применительно к металлическим проводникам. R (Ом)

Сопротивлением в 1 Ом обладает, например, нихромовый проводник длиной 1 м и диаметром около 1 мм.

Сопротивление зависит от материала проводника (удельное сопротивление). У нихрома сопротивление очень высокое, у меди — очень низкое (в 60 раз меньше). Сопротивление растет с увеличением длины проводника (l), но уменьшается при увеличении его диаметра (площади поперечного сечения - S).

Задание. Заполни таблицу.

Иллюстрация на примере воды

Иллюстрация на примере

электронов

Физическая величина. Обозначение.

Единицы измерения

Скорость прохождения воды по  шлангу

Разность уровней воды в бутылках

Толщина шланга

Длина шланга

Качество шланга

Насос для  перекачки воды

Сопротивление водяному потоку, оказываемое трубой

ответ

Иллюстрация на примере воды

Иллюстрация на примере

электронов

Физическая величина. Обозначение.

Единицы измерения

Скорость прохождения воды по  шлангу

Электроны «текут» по проводу

I

А

Разность уровней воды в бутылках

Разность потенциалов или напряжение

U

В

Толщина шланга

Площадь поперечного сечения

S

Длина шланга

Длина проводника

м

Качество шланга

Качество проводника

Насос для  перекачки воды

Источник тока

В

Сопротивление водяному потоку, оказываемое трубой

Электрическое сопротивление

R

Ом

3.Заключительная часть

3. 1 Домашнее задание.

  Изучить один из предложенных типов источников тока: аккумулятор, термоэлемент и солнечная батарея. Заполнить  «Инструкцию пользователя» (см. далее).

Инструкция пользователя № 1

Свинцовый аккумулятор

1. Устройство:

2. Как получить электрический ток?

3. Применение

Инструкция пользователя № 2

Термоэлемент

1. Устройство:

2. Как получить электрический ток?

3. Применение

Инструкция пользователя № 3

Солнечная батарея

1. Устройство:

2. Как получить электрический ток?

3. Применение

3. 2 . Подведение итогов. Рефлексия.

- Ребята, в начале урока вы поставили личную цель. Достигли ее вы или нет? Кто хочет, поделитесь своими выводами вслух (Демонстрируется слайд с  личностными целями.)

 Вопросы к студентам: 1. Что нового вы узнали на уроке?

2. Чему вы научились?

В помощь студентам преподаватель открывает слайды (содержание слайдов ниже) с планируемыми результатами. Опираясь на них, студенты отвечают на вопросы. Содержание слайдов.

Результаты:

предметные:

  • понимание физических основ явления «электрический ток»;
  • приобретение способности объяснять и описывать физическое явление, используя имеющиеся физические знания и опыт;
  • понимание смысла и осознанное использование средств наглядности для аргументации собственных рассуждений и действий в процессе изучения электрического тока
  • метапредметные:

освоение способов деятельности:

  • познавательной:
  • определение структуры объекта познания, поиск и выделение значимых связей между частями целого;
  • использование для познания окружающего мира различных методов (наблюдение, измерение, опыт, эксперимент, моделирование и др.);
  • выделение характерных причинно-следственных связей;
  • информационно-коммуникативной:
  • умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника, признавать право на иное мнение);
  • приведение примеров, подбор аргументов, формулирование выводов;
  • рефлексивной:
  • осознанное определение сферы своих интересов и возможностей;
  • поиск и устранение возникших трудностей;
  • умение работать в группе и индивидуально;
  • владение навыками контроля и оценки своей деятельности;
  • умение ставить личностные цели и оценивать степень их достижения;
  • личностных:
  • развитие умения учиться самостоятельно;
  • обоснованно иметь собственное мнение;
  • развитие умения контролировать процесс и результат учебной деятельности;
  • научиться применять полученные знания и навыки к решению новых проблем.

Вопросы к учащимся: 3.Что вызвало затруднение и почему?

4. Что вам понравилось на уроке? 5. Подсчитайте количество баллов и оцените свою работу. Ребята, сегодня первый урок изучения новой темы, поэтому главное, что вы поняли смысл нового понятия и участвовали в «открытии» нового знания. Спасибо за урок!